(시사저널=노진섭 의학전문기자)
위장관은 음식물의 소화와 흡수를 담당할 뿐만 아니라, 체내 미생물의 약 90%가 공생하는 거대한 생태계다. 이 장내 미생물은 면역 체계 형성, 대사 조절, 신경 기능 등 전신 건강에 필수적인 역할을 한다. 이러한 환경을 유지하는 위장관 점막은 조직 특이적 줄기세포에 의해 지속적으로 재생되며, 이 과정은 정교하게 조절된다.
최근 연구에 따르면 장내 미생물은 단순히 장에 존재하는 수준을 넘어, 다양한 대사산물을 매개로 숙주의 줄기세포와 직접 신호를 주고받으며 조직 재생과 질병 발생, 특히 암의 발생 사이다릴게임 과정에 관여하는 것으로 밝혀지고 있다. 그러나 기존 연구는 미생물이 풍부한 대장에 주로 집중돼 있으며, 강한 산성 환경으로 미생물이 적다고 알려진 위를 포함해 위장관 전체를 포괄하는 통합적 기전 연구는 아직 부족한 실정이다.
연세대의대 의생명과학부 남기택 교수와 한양대학교 ERICA 바이오신약융합학부 정행등 교수 연구팀은 위, 소장, 대장 골드몽 을 아우르는 위장관 전체에서 미생물과 그 대사산물이 줄기세포의 휴지기, 증식, 분화를 조절하는 메커니즘을 정리했다.?



©freepik


먼저 장내 미생물이 생성하는 단쇄 지방산(SCFAs), 트립토판 유래 인 모바일릴게임 돌(Indoles), 숙식산(Succinate), 2차 담즙산(Secondary bile acids) 등의 대사산물이 숙주 줄기세포의 운명을 결정하는 핵심 신호 전달체임을 체계적으로 정리해 미생물 대사산물과 줄기세포의 상호작용을 규명했다.
연구진은 위장관의 위치에 따라 장내 미생물이 줄기세포에 영향을 미치는 방식이 다르다는 점을 구체적으로 릴게임가입머니 밝혀냈다. 위에서는 장내 미생물이 만들어내는 부티레이트라는 물질이 핵심 역할을 한다. 이 물질은 위 점막에 있는 예비 줄기세포(주세포)에 신호를 보내, 세포가 필요 이상으로 증식하지 않고 '쉬는 상태'를 유지하도록 돕는다. 그 결과 세포가 무분별하게 늘어나는 것을 막아 위암 발생 위험을 낮추는 보호 장치로 작용한다.
반면 소장과 대장에서 바다이야기고래출현 는 미생물이 줄기세포에 직접 작용하기보다는, 줄기세포를 둘러싼 환경(니치)을 조절하는 방식이 중요했다. 장내 미생물의 대사산물이 파네스 세포와 면역세포(ILC3) 등에 영향을 미치고, 이들 세포가 다시 줄기세포의 활동을 조절하는 간접적이고 복합적인 경로가 작동한다는 것이다. 즉, 위에서는 미생물이 줄기세포에 직접 '속도를 늦추라'는 신호를 보내고, 소장과 대장에서는 주변 환경을 바꿔 줄기세포의 행동을 조율한다.?
마지막으로 연구진은 동일한 대사산물이라도 농도와 작용하는 세포 상태에 따라 조직 재생을 촉진하기도 하고, 반대로 암을 유발한다는 '부티레이트 역설'을 심층 분석했다. 이를 통해 향후 미생물 기반 치료제 개발 과정에서 고려해야 할 중요 기준들을 제시했다.?
남기택 교수는 "이번 연구를 통해 위장관 미생물과 줄기세포 간 상호작용을 통합적으로 정리하고, 상대적으로 연구가 미진했던 위 분야에 대한 학문적 이해를 한 단계 확장할 수 있었다"며 "특히 위암과 대장암 등 소화기암의 발생이 미생물 불균형과 특정 대사산물의 신호 전달 이상과 밀접하게 연관돼 있음을 확인했다. 앞으로 유익균이나 미생물 유래 대사물질을 활용한 점막 재생 치료와 암 줄기세포 표적 치료 전략 개발의 이론적 토대가 될 것으로 기대한다"고 밝혔다.